集装箱检测机器人系统及其控制方法
【技术领域】
[0001 ]本发明涉及一种机器人系统，具体来讲，是一种具备自主行走能力并能够完成集装箱内部表面视频检测的机器人系统及其控制方法。
【背景技术】
[0002]集装箱是一种按规格标准化的钢制箱子，其尺寸标准化，可以层层重叠，可以大量放置于远洋运输的轮船、飞机、火车等，提高运输空间利用率和确保货物安装运输，集装箱是现代货物运输中必不可少装备，集装箱的应用越来越普遍。为保证集装箱内货物运输的安全，集装箱在货物运输之前需要进行内部检视，检视工作包括内部防水性、内部干净、干燥和集装箱内没有钉或其它突出物可能损坏货物，获得“集装箱安全公约(ContainerSafety Convent1n(CSC))。而对于超大型集装箱，其长度尺寸超过13米，宽度超过2米，高度超过2.5米，直接进行肉眼视觉检测，集装箱内光线差，劳动强度大，效率不高，需要一种装备可以自动完成集装箱内部检测。
[0003]经对现有技术检索发现:
[0004]I.发表在《Mechatronics and Automat1n))2005IEEE Internat1nalConference，29July_l Aug.2005上的论文 “Proposed wall climbing robot withpermanent magnetic tracks for inspecting oil tanks”提出一种永磁式爬墙机器人，该机器人行走机构为履带式结构，这种履带式结构无法适应有波浪形的集装箱壁的爬行。
[0005]2.SRI Internat1nal公司开发出一种爬壁机器人，机器人具有该公司的专利技术“electroadhes1n”(申请号7551419公开号US 20100027187A1)能够在混凝土、金属、木材、玻璃墙面上爬行，但这种机器人只能适应墙面平整的环境，不能适应具有波浪形表面的货物集装箱壁爬行。
[0006]现有技术中没有发现能够在货物集装箱表面爬行的机器人结构，而在实际应用中，能够适应货物集装箱壁爬行的机器人存在应用需求。
【发明内容】
[0007]针对现有技术存在的上述不足，本发明提供一种电磁吸附、足式移动爬壁的集装箱检测机器人系统，该机器人系统能够适应集装箱波浪形壁的实际结构，利用电磁吸附于集装箱壁表面，并利用足式行走机构，在集装箱壁表面行走。在该机器人表面安装视频检测设备，可以完成货物集装箱内壁的图像拍摄，实现货物集装箱内壁的检测。
[0008]本发明是通过以下技术方案来实现的:
[0009]根据本发明的第一方面，提供一种集装箱检测机器人系统，所述系统包括:机器人箱体、足式移动机构、电磁铁吸附装置、足式移动机构控制模块、电磁铁控制模块及电源，其中:足式移动机构通过铰链与机器人箱体相连，电磁铁吸附装置固定在足式移动机构末端，足式移动机构控制模块、电磁铁控制模块和电源固定在机器人箱体上;足式移动机构控制模块用于控制足式移动机构的运动；电磁铁控制模块控制电磁铁吸附装置的工作与停止；电源固定在机器人箱体上，为足式移动机构、电磁铁吸附装置、足式移动机构控制模块和电磁铁控制模块提供电源;足式移动机构能够自动适应集装箱壁表面凹凸不平形状。
[0010]进一步的，所述电磁铁吸附装置与集装箱壁表面之间的电磁吸附力，以及所述足式移动机构对机器人箱体的支撑作用，能够确保机器人箱体在任何时刻均处于稳定状态。[0011 ]进一步的，当所述足式移动机构向前或向后一个步距时，机器人箱体保持稳定，向前或向后重复运动步距，实现集装箱检测机器人系统在波浪形的集装箱壁表面运动。
[0012]进一步的，所述机器人箱体为立方体形，为其他组成部件的载体。
[0013]进一步的，所述足式移动机构、铰链、电磁铁吸附装置数目相同，均为复数个，且对称设置。
[0014]在一优选实施方式中，所述足式移动机构、铰链、电磁铁吸附装置数目均为四个，即:第一足式移动机构、第一铰链、第二足式移动机构、第二铰链、第三足式移动机构、第三铰链、第四足式移动机构、第四铰链、第一电磁铁吸附装置、第二电磁铁吸附装置、第三电磁铁吸附装置、第四电磁铁吸附装置，其中:
[0015]第一足式移动机构通过第一铰链、第二足式移动机构通过第二铰链、第三足式移动机构通过第三铰链、第四足式移动机构通过第四铰链分别固定于机器人箱体四个角位置；
[0016]第一电磁铁吸附装置、第二电磁铁吸附装置、第三电磁铁吸附装置、第四电磁铁吸附装置分别固定在第一足式移动机构、第二足式移动机构、第三足式移动机构、第四足式移动机构的末端，第一电磁铁吸附装置、第二电磁铁吸附装置、第三电磁铁吸附装置和第四电磁铁吸附装置通过电磁力能够吸附在集装箱壁表面；
[0017]电磁铁控制装置独立控制第一电磁铁吸附装置、第二电磁铁吸附装置、第三电磁铁吸附装置和第四电磁铁吸附装置的工作与停止;足式移动机构控制装置独立控制四个所述足式移动机构向前或向后运动一个步距;在确保运动步距完成之后，所述足式移动机构能够自动适应集装箱壁表面凹凸不平形状，重复运动步距，使得所述机器人系统能够在集装箱壁凹凸不平表面前进或后退，实现对集装箱壁表面的检测。
[0018]较佳的，所述第一铰链、第二铰链、第三铰链、第四铰链相对于机器人箱体中心对称。
[0019]较佳的，所述第一足式移动机构、第二足式移动机构、第三足式移动机构、第四足式移动机构能够分别沿第一铰链、第二铰链、第三铰链、第四铰链的中心实现O?180°旋转，分别带动与第一铰链相对应的第一足式移动机构、与第二铰链相对应的第二足式移动机构、与第三铰链相对应的第三足式移动机构、与第四铰链相对应的第四足式移动机构向前或向后运动。
[0020]较佳的，在所述集装箱检测机器人系统向前或向后运动过程中，有三个电磁铁吸附装置吸附在集装箱壁表面，从而确保所述集装箱检测机器人系统始终处于稳定状态。
[0021]根据本发明的第二方面，提供一种集装箱检测机器人系统的控制方法，具体如下:
[0022]在所述机器人系统静止时:所述电磁铁控制装置控制电磁铁吸附装置通过电磁力吸附在集装箱壁上，以保证机器人箱体静止在集装箱壁表面；
[0023]当所述机器人系统运动时:所述电磁铁控制装置控制其中一个电磁铁吸附装置松开对集装箱壁的吸附，其他电磁铁吸附装置仍然通过电磁力吸附在集装箱壁上，保证机器人箱体稳定；
[0024]当第一电磁铁吸附装置松开对集装箱壁的吸附时，足式移动机构控制装置控制第一足式移动机构向前或向后运动一个步距；当移动步距到位后，电磁铁控制装置控制第一电磁铁吸附装置吸附在集装箱壁上，同时控制第二电磁铁吸附装置松开对集装箱壁的吸附；
[0025]当第二电磁铁吸附装置松开对集装箱壁的吸附时，足式移动机构控制装置控制第二足式移动机构向前或向后移动一个步距；当移动步距到位后，电磁铁控制装置控制第二电磁铁吸附装置吸附在集装箱壁上，同时控制第三电磁铁吸附装置松开对集装箱壁的吸附；
[0026]当第三电磁铁吸附装置松开对集装箱壁的吸附时，足式移动机构控制装置控制第三足式移动机构向前或向后移动一个步距；当移动步距到位后，电磁铁控制装置